宁南山区植被恢复对土壤不同粒径团聚体中微生物群落分异特征的影响

本研究将土壤微生物与土壤团聚体的相互作用机制这一科学问题与生态环境建设相结合，针对黄土高原干旱、水土流失严重和生态环境脆弱的现状，在长期定位监测基础上，研究土壤微生物-土壤团聚体二者之间的相互关系。通过野外试验与室内分析相结合的方法，采用磷脂脂肪酸分析（PLFA）、分子生物 （PCR-DGGE）等技术，对黄土丘陵区不同植被自然演替阶段、不同植被恢复年限下，不同粒径团聚体中的土壤微生物群落结构分布特征、典型植物根际与非根际土壤微生物群落差异进行研究，阐明土壤微生物对土壤团聚体稳定性的影响及作用机制；从根际土壤微观尺度上对植被恢复早期通过根际土壤微生物改善促进土壤团聚体形成的作用机理进行探索，揭示退化生态系统植被恢复与土壤质量之间的耦合关系。研究成果将丰富脆弱生态系统植物、土壤微生物共生体系的生态学意义，为黄土高原侵蚀环境下生物多样性恢复、土壤质量的恢复保育和生态系统重建的应用提供科学依据。

在黄土丘陵区典型草原带、森林草原带植被恢复不同群落下的土壤团聚体稳定性、土壤有机碳氮在不同粒径分布的分布进行了研究；采用了PLFA、DGGE-PCR等方法，研究了不同粒径团聚体中微生物结构、功能和遗传多样性。.主要研究结论：(1)土壤>5 mm和0-0.25 mm粒径的团聚体含量最高。植被恢复后各粒径有机碳、微生物量碳、腐殖质碳、富里酸碳含量有一定程度提高，胡敏酸碳含量相对稳定。5-2 mm和1-0.25 mm有机碳对土壤团聚体水稳性有显著影响，植被恢复可以增强土壤团聚体水稳性。.（2）可培养细菌微生物中，细菌的数量最多，放线菌次之，而真菌数量最少。不同粒径中，土壤粒径>5mm的细菌数量最多，粒径大的土壤中微生物数量通常高于粒径小的土壤微生物数量。.（3）在自然植被恢复及人工林地上，占主导地位的磷脂脂肪酸有：表征革兰氏阳性菌14:0、a14:0、16:0等；革兰氏阴性菌16:1ω7, 16:1ω9, cy17:0；好氧细菌16:1ω7, 16:1ω7t , 16:1ω9等；厌氧细菌cy17:0, cy19:0等；放线菌10Me17:0, 10Me18:0等；真菌的18:2ω6,9, 18:1ω9c等。革兰氏阴性细菌在不同粒径中占总PLFA的百分比最大，其次为好氧细菌和革兰氏阳性细菌。革兰氏阴性细菌向阳性细菌转变，说明土壤中较多的化能自养群落向较多的化能异养群落转变。.（4）经过双酶切，长芒草＜0.25mm土样出现了4条酶切条带；＞5mm土样出现10条酶切条带。植被恢复后土壤中细菌多样性高于农地，土壤粒径大的细菌多样性远高于粒径小的土壤。所选的16株代表菌株中，6株为芽孢杆菌，10株为非芽孢杆菌，分布于细菌目中的6个属，其中芽孢杆菌属为优势种。.（5）将分离得到的68株真菌以菌落形态特征和孢子结构为依据，分属于子囊菌纲和半知菌纲中的3目9属。通过形态学的鉴定，植被恢复后，土壤中可培养真菌的种类明显比农地土壤中的可培养真菌种类多。随着植被恢复年限增加，真菌的遗传多样性逐步增加。.发表SCI 4篇，中文文章9篇。在法国农业部土壤研究所合作研究。参加国内外学术会议7人次。已毕业研究生4名，在读博士研究生2名，硕士研究生7名。获“教育部新世纪优秀人才支持计划”，“王宽诚西部学者突出贡献奖”，获得“西部之光支持计划”择优后续支持。课题组成员获得自然科学基2项。